Las estrellas supergigantes azules de nuestro vecindario cósmico

Las estrellas son los ladrillos fundamentales que constituyen las galaxias y, por tanto, el universo observable. Dentro de los distintos tipos de estrellas, existen algunas con más de 8 veces la masa del Sol, denominadas estrellas masivas, cuya intensa radiación y fuertes vientos estelares tienen un gran impacto en el medio que les rodea. En su interior se forjan átomos más pesados que el hidrógeno y el helio y que son cruciales para la evolución química de las galaxias y, en última instancia, para la aparición de la vida. Además, tras su muerte como supernovas, dan lugar a las denominadas estrellas de neutrones y agujeros negros. Todo ello hace que entender su naturaleza y evolución resulte de gran importancia.

En este contexto, se denominan supergigantes azules aquellas estrellas masivas que se encuentran en un estado intermedio de su vida, un momento crucial, similar a una “adolescencia” estelar, que determinará para siempre el resto de sus vidas y su destino final. Debido a la complejidad de esta fase evolutiva, investigaciones previas, basadas en muestras con unas pocas decenas de estas estrellas, no han logrado proporcionar información suficiente para conocerlas en detalle.

En un nuevo estudio, se han obtenido observaciones de unas 750 estrellas supergigantes azules situadas hasta una distancia de 6.500 años-luz de la Tierra, convirtiéndose en una de las muestras más completas y de mayor calidad confeccionadas hasta la fecha. Para este estudio, el proyecto IACOB del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) en España ha dedicado más de 15 años a obtener espectros (las “huellas dactilares” de las estrellas) de muy alta calidad y resolución de estrellas masivas, desarrollando además una búsqueda exhaustiva de supergigantes azules en la Vía Láctea para lograr examinar la gran mayoría de ellas. Estas observaciones se han realizado principalmente con los telescopios NOT y Mercator, ubicados en el Observatorio del Roque de los Muchachos, en La Palma, una de las islas Canarias.

Imagen de una zona de nuestro vecindario cósmico, en la constelación de Perseo, con las estrellas supergigantes azules del estudio señaladas con cruces e incluyendo un espectro característico de la muestra. (Imágenes: Abel de Burgos Sierra (IAC). CC BY-SA)

“El análisis de esta muestra permite abordar ya algunas de las preguntas sobre la naturaleza evolutiva y propiedades físicas de estos objetos que llevan décadas sin resolverse, ya que no se conocen tan bien como otros tipos de estrellas menos masivas, a pesar de que tienen una gran importancia en muchos campos de la astrofísica moderna”, explica  Abel de Burgos Sierra, coautor del estudio, investigador de la Universidad de La Laguna en la isla canaria de Tenerife e investigador del IAC.

Para la selección de la muestra se ha empleado un nuevo método de filtrado basado en una huella fácilmente identificable en los espectros de estas estrellas (la forma de la línea de H-beta). A través de una medida sencilla, esta nueva metodología permite hacer una identificación rápida y efectiva de estrellas con una temperatura y gravedad superficiales específicas. De esta manera, los investigadores no han necesitado inferir estos datos a partir de las habituales técnicas de análisis espectroscópico mediante complejos modelos de atmósferas estelares.

“Esto será crucial para identificar estrellas de este tipo cuando los próximos grandes sondeos espectroscópicos de estrellas masivas como WEAVE-SCIP desde el Roque de los Muchachos, o 4MIDABLE-LR desde la Silla, en Chile, comiencen a observar miles de estrellas de nuestra galaxia cada noche durante los próximos cinco años”, comenta Sergio Simón-Díaz, investigador del IAC, coautor del estudio e Investigador Principal del proyecto IACOB, una colaboración internacional liderada por el IAC que tiene como objetivo crear la base de espectros de estrellas masivas de la Vía Láctea más grande de todas las construidas.

El siguiente paso, en el que De Burgos ya está trabajando como parte de su tesis doctoral, es el de obtener datos precisos sobre parámetros físicos (masas, temperaturas, luminosidades) y abundancias químicas (He, C, N, O, Si) para la muestra de 750 supergigantes azules. “Esto ayudará a responder algunas de las preguntas más interesantes que siguen aún sin respuesta y que nos permitirán conocer mejor esta fase ‘adolescente’ de las estrellas masivas”, concluye Miguel A. Urbaneja, investigador de la Universidad de Innsbruck en Austria y coautor del estudio.

El estudio se titula “The IACOB project. IX. Building a modern empirical database of Galactic O9 – B9 supergiants: sample selection, description, and completeness”. Y se ha publicado en la revista académica Astronomy and Astrophysics. (Fuente: IAC)